Chemical Kinetics and Catalysis (Fundamental and Applied Catalysis) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Springer

作者:R.A. van Santen

出品人:

页数:291

译者:

出版时间:1995-09-30

价格:USD 199.00

装帧:Hardcover

isbn号码:9780306450273

丛书系列:

图书标签:

• 化学动力学
• 催化
• 基础催化
• 应用催化
• 化学反应
• 催化剂
• 表面化学
• 反应机理
• 速率常数
• 吸附与解吸

好的，这是一本关于化学动力学和催化的图书简介，内容将集中于该领域的基础理论、实验方法、以及在实际应用中的最新进展，同时避免提及您提供的具体书名《Chemical Kinetics and Catalysis (Fundamental and Applied Catalysis)》。 --- 图书简介：反应速率、机理与催化过程的深度探索 引言：理解物质转化的核心驱动力 化学反应的发生并非一蹴而就，而是遵循特定的速率和路径。要精确地控制、优化乃至发明新的化学过程，我们必须深入理解反应的“如何发生”和“有多快”。本书旨在为化学、化工、材料科学以及相关工程领域的学习者和研究人员提供一个全面而深入的框架，用以解析化学反应的动态过程——即化学动力学——并探讨催化剂如何有效调控这些过程。 本书构建的知识体系横跨了从分子层面的基本原理到宏观工业应用的全链条，强调理论深度与实验洞察力的结合。我们将不仅仅描述现象，更致力于揭示背后的物理化学本质和数学模型。 第一部分：化学反应动力学的基石 本部分专注于构建理解化学反应速率和机理所需的理论基础。 速率定律与反应级数： 我们从最基础的速率方程开始，系统性地阐述如何通过实验数据确定反应的宏观速率定律。详细讨论了零级、一级、二级及更高阶反应的积分形式和微分形式，以及如何通过初始速率法、半衰期法等实验手段来解析这些定律。特别强调了反应级数在揭示反应分子数和反应器设计中的关键作用。 反应机理的构建与检验： 真实世界的化学反应往往是多步串联或并联的复杂过程。本书深入探讨了反应机理（Mechanism）的概念，包括反应中间体、过渡态理论（Transition State Theory, TST）的核心思想。我们详细解析了稳态近似（Steady-State Approximation）和平衡近似（Pre-Equilibrium Approximation）在简化复杂机理模型中的应用。读者将学习如何根据实验数据和理论预测来合理地假设和验证反应路径。 温度对速率的影响：阿伦尼乌斯方程与活化能： 温度是影响反应速率的最关键外部因素。阿伦尼乌斯（Arrhenius）方程将被视为连接宏观速率常数与微观能量屏障的核心工具。本书不仅复习了经典形式，更进一步探讨了更精确的活化能（Activation Energy）概念，以及如何通过等压或等温实验来精确测定该能量参数。 碰撞理论与过渡态理论的微观视角： 为从分子层面理解反应，本书引入了碰撞理论（Collision Theory），讨论了分子间碰撞频率和有效碰撞的几何因子。随后，我们将重点转向更先进的过渡态理论，阐述熵变、焓变与速率常数之间的深刻联系，为后续理解催化过程中的能量景观奠定理论基础。 第二部分：复杂反应体系的动力学分析 本部分将读者的视野从简单的单步反应扩展到具有挑战性的多相和复杂动力学系统。 非均相反应动力学： 许多重要的工业反应发生在固-液、固-气或液-液界面。本章详细讨论了多相反应中反应物在催化剂表面的扩散、吸附、表面反应和脱附过程。重点解析了Langmuir-Hinshelwood、Eley-Rideal等描述表面反应机理的模型，并讨论了如何通过动力学数据来区分表面反应控制还是扩散控制的过程。 自由基链式反应： 对于涉及自由基（如聚合反应、燃烧过程）的反应，其独特的引发、增长和终止步骤要求专门的动力学处理方法。本书将阐述链反应的特征，并展示如何运用稳态近似来推导适用于这些复杂体系的速率方程。 反应器动力学与过程放大： 理论动力学必须与实际的反应器工程相结合。本节将动力学参数与不同类型的反应器（如间歇式反应器CSTR、管式反应器PFR）的性能分析相结合，探讨了混合效应、传质限制和热效应在放大过程中的影响，强调了动力学模型在反应器优化设计中的不可替代性。 第三部分：催化作用的动力学基础 本部分是全书的精髓，专注于催化现象的动力学解析及其设计原理。 催化剂的基本概念与分类： 从宏观的催化活性、选择性到微观的活性位点，本书对催化剂进行了系统性的界定。详细区分了均相催化、多相催化和生物催化（酶催化）在反应机理和动力学模型上的异同。 活性位点与吸附热力学： 催化剂的工作依赖于对反应物的吸附。本章深入探讨了物理吸附和化学吸附的区别，利用吸附等温线（如Langmuir、Freundlich）来量化吸附强度。重点讨论了吸附热和反应活化能之间的关系，揭示了催化剂如何通过降低活化能来实现加速反应。 非均相催化剂的动力学建模： 针对多相催化反应，我们将动力学分析的重点放在描述反应物在催化剂表面的竞争性吸附和产物脱附过程。详细介绍如何利用Langmuir-Hinshelwood模型来拟合和预测多反应物体系的速率，并探讨催化剂中毒对动力学参数的影响。 催化剂的表征与动力学测试： 理论模型需要实验验证。本部分介绍了用于动力学研究的关键实验技术，包括微量反应器（Micro-reactor）系统、程序升温脱附（TPD）技术以及在反应条件下对催化剂表面进行的原位光谱分析技术，确保读者能够将动力学研究与先进的表征手段有效结合。 结论与展望： 本书不仅是反应速率理论的教科书，更是一本致力于培养解决复杂化学工程问题的思维工具。通过对动力学基础的扎实掌握和对催化过程的深入剖析，读者将能更有效地设计高选择性、高效率的新型化学合成路线，并对未来绿色化学与可持续催化技术的发展方向有更清晰的认识。本书的结构和内容深度确保了其对高年级本科生、研究生以及工业界研发人员的实用价值。

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这本书的编辑和排版方面，虽然整体质量很高，但仍有一些非常细微的瑕疵值得一提，但这并不影响其核心价值。例如，在引用早期经典文献时，引用格式偶尔会出现不一致的情况，这对于一个追求完美的学术工具来说，略显遗憾。然而，当我翻阅到关于催化反应的非线性动力学部分时，所有这些微小的不足都显得微不足道了。作者对自催化反应和振荡反应的深入剖析，简直是一场关于复杂系统行为的精彩展示。他将数学上的李雅普诺夫稳定性分析，与催化剂表面发生的周期性吸附/脱附循环巧妙地结合起来，描绘出了一幅动态变化的化学图景。阅读这些章节，我深切地感受到化学动力学是如何从一个看似线性的学科，延伸到一个充满混沌和涌现现象的迷人领域。书中对这些复杂现象的描述是如此清晰有力，使得原本高深的理论变得触手可及。它激发了我对化学系统的内在不稳定性及其潜在的工程应用价值的浓厚兴趣，这本书绝对是为那些渴望超越标准教科书知识的读者准备的深度指南。

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这本书的封面设计相当引人注目，那种深沉的蓝色调搭配简洁的白色字体，透露出一种严谨而专业的学术气息。我之所以选择它，主要是因为我对这个领域的基础理论和实际应用之间的联系非常感兴趣。这本书的章节结构安排得很有逻辑性，从最基本的反应速率理论入手，逐步深入到复杂的催化机制。阅读初期，我对一些偏微分方程和统计力学的基础部分感到有些吃力，但作者在讲解时非常注重从直观的物理图像入手，用大量的图表和实例来辅助理解，这极大地降低了初学者的入门难度。比如，在讨论过渡态理论时，作者并没有直接抛出复杂的数学公式，而是先用一个生动的类比，将能量面和反应路径描绘得淋漓尽致。再往后看，对异相催化和均相催化的对比分析尤为精彩，它清晰地指出了不同体系在动力学控制、表面吸附等方面的差异。整本书给我的感觉是，它不仅仅是一本教科书，更像是一本精密的工具手册，随时可以翻阅以巩固某个具体的知识点。我对其中关于催化剂失活机制的讨论印象深刻，这一点在实际工业应用中至关重要，书中给出的几种主要失活类型及其预防措施，非常具有指导价值。总的来说，这本书的知识密度很高，但组织得当，使得知识的传递非常顺畅，是一本值得反复研读的佳作。

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这本书最让我称赞的一点是其跨学科的广度和深度。它并非局限于传统的化学动力学范畴，而是巧妙地将物理化学、反应工程甚至部分材料科学的原理熔铸一炉。对于一个致力于从事催化剂开发的研究人员来说，这本书提供的视角是极其宝贵的。它没有将反应速率看作一个孤立的参数，而是将其置于宏观反应器设计和微观分子间作用力的交汇点上进行审视。我特别喜欢其中关于表面反应机理建模的部分，作者引入了蒙特卡洛模拟的概念，并解释了如何用计算化学的结果来反推和验证实验数据，这为我后续的研究工作提供了极大的启发。这本书的语言风格是那种典型的、略带古典的学术英语，精确、无可挑剔，但偶尔会冒出几句非常精辟的总结性评论，这些评论往往直指问题的核心，让人醍醐灌顶。例如，在探讨活性位点数量测定时，作者幽默地指出“过分依赖理论模型而不顾实验误差，无异于在沙滩上建摩天大楼”。这种恰到好处的幽默感和深刻的洞察力，让阅读体验变得更加丰富和人性化。它成功地搭建了一座从基础科学原理到复杂工程应用的坚实桥梁。

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这本书的排版和印刷质量无疑是顶级的，每一页的留白都恰到好处，长时间阅读也不会让人感到视觉疲劳。我尤其欣赏作者在处理理论推导时的那种“慢工出细活”的态度。许多其他教材为了追求篇幅和简洁，常常会一笔带过关键的数学步骤，但这本书却将每一步的推导都展现得清清楚楚，辅以翔实的注释，这对于那些希望深入理解“为什么”而不是仅仅记住“是什么”的读者来说，简直是福音。例如，在引入阿伦尼乌斯方程的修正和偏离时，作者花费了大量的篇幅去解释温度对活化能的影响，以及如何用更精细的模型来描述真实反应体系。我记得有一次，我被一个关于扩散限制的章节困扰了很久，尝试了其他几本参考书都未能得到满意的解释，而这本书中关于庞德特里乌斯数和雷诺数的应用分析，一下子就点亮了我的思路。这种细致入微的讲解风格，使得即便是对于非常抽象的动力学概念，也能找到一个坚实的数学和物理基础去支撑。此外，书中对最新研究进展的引用也做得很及时，虽然它是一本基础教材，但并未落后于时代，这一点在讨论纳米催化和光催化等前沿领域时体现得尤为明显。这本书的厚度足以让人望而生畏，但每一页都物有所值，它迫使你放慢脚步，真正去消化吸收知识，而不是走马观花。

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我对这本书的评价，必须从其实用性和可操作性这个角度来展开。坦白说，很多理论书籍读完后，你仍然不知道如何着手解决一个实际问题。但这本《动力学与催化》的不同之处在于，它在每章末尾都精心设计了大量的习题和案例研究。这些习题的难度梯度设置得非常合理，从简单的代数运算到需要综合运用多个概念的复杂案例分析，应有尽有。我经常利用这些案例来检验自己对所学知识的掌握程度。特别是关于反应器动力学模拟的部分，书中提供的求解思路和参数敏感性分析方法，直接可以应用于我实验室的实际反应器设计优化中。我发现，与其他强调纯理论推导的书籍相比，这本书更像是我的一个“实战导师”。它教会我的不仅是知识本身，更是一种解决问题的科学思维框架。比如，当遇到一个反应过程的表观速率常数偏离预期时，这本书会引导你系统地去排查是扩散效应、吸附竞争还是表面异质性的影响。这种结构化的故障排除方法论，是其作为一本优秀应用性教材的核心价值所在。

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